¿Por qué se utiliza el cobre en los circuitos impresos?

1. Principales ventajas del cobre como material preferido para los circuitos impresos

1.1 Rendimiento eléctrico inigualable

• Second only to silver in conductivity, the resistivity of 1.68 × 10⁻⁸ Ω·m ensures efficient signal transmission.
• Excelente respuesta de alta frecuencia: Mantiene estables las características de impedancia a pesar de los efectos de la piel.
• Capacidad superior de transporte de corriente: Capacidad de corriente un 40% superior a la del aluminio para la misma sección transversal.

1.2 Compatibilidad excepcional de procesos

• Capacidad de grabado de precisión: Admite trazas ultrafinas inferiores a 3 mil.
• Laminado multicapa: Iguala el coeficiente de expansión térmica (CTE) de FR4&#8217.
• Acabados superficiales versátiles: Compatible con todos los procesos habituales (ENIG/OSP/HASL).

1.3 Análisis coste-eficacia

• Coste del material: A un precio de 1/50 de la plata y sólo 1,2x del aluminio.
• Coste de procesamiento: Los procesos maduros arrojan tasas de éxito en la producción superiores al 98%.
• Reciclabilidad: Más del 95% de recuperación de cobre a partir de chatarra.

2. Valor de ingeniería de las técnicas de colada del cobre

2.1 Compatibilidad electromagnética (CEM) mejorada

• Eficacia del blindaje: El vertido completo de cobre reduce las interferencias radiadas en >15 dB.
• Vías de retorno de la señal: Proporciona las vías de retorno más cortas para señales de alta velocidad.
• Control de impedanciaMantiene constantes las características de la línea de transmisión.

2.2 Mejora de la gestión térmica

• Conductividad térmica: Outstanding 398W/(m·K) heat dissipation capability.
• Diseño de dispersión del calor: Evita los puntos calientes localizados.
• Refrigeración de dispositivos de potencia: Espesor del cobre frente a la capacidad de corriente de referencia:

2.3 Optimización de la resistencia mecánica

• Resistencia a la flexión: Aumenta la rigidez del sustrato en >30%.
• Estabilidad dimensional: Resiste las deformaciones provocadas por los cambios de temperatura y humedad.
• Resistencia a las vibraciones: Obligatorio para aplicaciones de grado militar.

3. Guía práctica para el diseño de coladas de cobre

3.1 Comparación de dos métodos fundamentales de vertido

Vaciado de cobre macizo

• Aplicaciones: Planos de potencia, vías de alta corriente
• Special treatment: Requires thermal relief slots (width ≥0.5mm)
• Parámetros típicos:1-3oz de espesor, <30% de ratio de apertura

Rejilla Vaciado de cobre

• Mejores usos: Zonas de señales de alta frecuencia
• Grid specifications: Line width/spacing ≥5mil
• Ventajas:Reduce el estrés térmico, 15% de reducción de peso

3.2 Normas de manejo de zonas especiales

• Zonas de antena: Mantenga una distancia de 20 mm
• Bajo BGA: Utilice conexiones de pastilla en forma de cruz
• Bordes del tablero: Implement ≥3mm copper rings

3.3 Errores comunes de diseño y correcciones

1. Islas del cobre: Eliminar las vías de conexión a tierra
2. Esquinas afiladas: Replace with curved transitions (radius ≥3x trace width)
3. Disipación desigual del calor: Aplicar gradientes graduales de espesor de cobre
4. Desajuste de impedancia: Control estricto de las tolerancias de grosor de la capa dieléctrica
5. Defectos de soldadura: Optimización de las dimensiones de apertura de la máscara de soldadura

4. Avances en las fronteras de la industria

1. Láminas de cobre ultrafinas: Performance in 5G mmWave circuits (12μm thickness)
2. Soluciones de materiales híbridos: Datos de ensayos térmicos de materiales compuestos de cobre-grafeno
3. Circuitos de cobre impresos en 3D: Avances de precisión en la tecnología SUD
4. Procesado respetuoso con el medio ambiente: Avances en el cobreado sin cianuro